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第4 卷 第4 期 过 程 工 程 学 报 Vol.4 No.4 2004 年 8 月 The Chinese Journal of Process Engineering Aug. 2004 磁性纳米粒子的制备及脂肪酶的固定化 刘 薇， 白 姝， 孙 彦 (天津大学化工学院生物化工系，天津 300072) 摘 要：建立了以纳米级磁性粒子为载体固定化脂肪酶的方法，优化了脂肪酶的固定化条件，考 察了固定化酶的性质. 制备的磁性载体平均粒径20 nm ，具有超顺磁性，分散和再分散效果好. 固 定化酶的最适吸附时间为60 min ，酶用量:载体量为1:1，固定化酶的酶活达到718 U/g. 结果表明， 经纳米磁性粒子固定化后，脂肪酶得到活化，固定化酶比活为游离酶的1.8 倍. 同时，固定化脂肪 酶的pH 稳定性显著提高. 关键词：纳米磁性载体；脂肪酶；固定化 中图分类号：Q550 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2004)04−0362−05 1 前 言 [1] 用于固定化酶的载体的种类很多，磁性物质作为一种绿色材料 是近年来研究较多的材料. 1973 年，Robinson 等[2]第一次将磁性物质作为酶固定化的载体，此后，磁性载体越来越多地应用 于细胞和酶的固定化[3−5]. 但是作为固定化的磁性载体一般为聚合物，制备过程复杂，粒径较大. 磁 性粒子可以稳定地分散在水溶液和有机溶剂中，分散于有机溶剂中的磁性粒子吸附的脂肪酶显示 出较高酶活性. 当把脂肪酶制成这种结合体时，它可在有机溶剂中催化酯的合成[6] ，并易于用磁场 从反应混合物中回收. 本研究直接将月桂酸修饰的Fe3O4 作为固定化脂肪酶的载体，制备的载体为 纳米级粒子，研究其作为酶固定化载体的性能. 2 实 验 2.1 材料 脂肪酶(Type VII from Candida rugosa) ，BSA 和碳化二亚胺(CH N )均购自美国Sigma 公司， 2 2 月桂酸(化学纯)为天津科密欧化学试剂开发中心产品，其他均为国产分析纯试剂. 2.2 纳米磁性载体的制备 为引入固定化酶的活性基团，采用月桂酸为分散介质，用改进的共沉淀法[7]制备Fe O 粒子. 反 3 4 应在带夹套不锈钢反应器(高16c m，内径10 cm ，外径15 cm) 中进行，循环水升温到50oC，加入 FeCl , FeSO 溶液与适量月桂酸，搅拌转速1300 r/min. 缓慢滴加浓氨水，搅拌30 min 后，磁场分 3 4 o 离获得沉淀物，以0.5%(ϕ)氨水洗涤沉淀，再加入月桂酸(10 g/L)于80 C 下加热30 min 提高其稳定 性. 用稀盐酸将Fe O 磁性粒子洗至弱酸性，以保证与粒子结合的月桂酸以酸的形式存在. 再用去 3 4 离子水反复洗净残留的月桂酸和无机盐，真空冷冻干燥，常温保存备用. 2.3 酶的固定化 载体与脂肪酶的结合采用化学共价法. 将 100 mg 磁性粒子加到2.5 ml 的缓冲液A(3 mmol/L 收稿日期：2003−09−15，修回日期：2003−11−27 基金项目：国家杰出青年科学基金资助项目(编号: 作者简介：刘薇(1979−) ，女，天津市，硕士研究生，生物化学工程专业；孙彦，通讯联系人. 第4 期 刘